Artículo original

Arch Argent Pediatr 2016;114(4):329-336 / 329

Concentración de insulina e índices de insulinosensibilidad en niños y adolescentes sanos Insulin level and insulin sensitivity indices among healthy children and adolescents Bioq. María G. Ballerinia, Dr. Ignacio Bergadáa, Bioq. María E. Rodrígueza, Dra. Ana Keselmana, Dra. Viviana S. Bengoleab, Dra. Viviana Pipmanc, Dr. Horacio M. Domenéa, Dr. Héctor G. Jaspera y Dra. María G. Ropelato.a a. Centro de Investigaciones Endocrinológicas “Dr. César Bergadá” (CEDIE), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Fundación de Endocrinología Infantil (FEI), División de Endocrinología. Hospital de Niños Ricardo Gutiérrez. b. Servicio de Pediatría del Hospital Fernández. c. Servicio de Pediatría del Hospital Tornú. Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. Correspondencia: Bioq. María G. Ballerini, [email protected] Financiamiento: El presente trabajo fue realizado con subsidios otorgados por el Consejo de Investigación en Salud del Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires a la Bioq. María G. Ballerini y la Dra. María G. Ropelato, y el subsidio PICT 20101916/CONICET a los Dres. Héctor G. Jasper y María G. Ropelato como investigadores responsables del proyecto. Conflicto de intereses: Ninguno que declarar. Recibido: 25-10-2015 Aceptado: 6-4-2016

RESUMEN Introducción. Existe escasa información acerca de los valores de referencia de la insulina y de los índices de insulinosensibilidad en pediatría. Objetivo. Describir la variación de insulina e índices subrogantes de insulinosensibilidad en la etapa pediátrica. Población y métodos. Variación de la concentración de insulina en ayuno y de los índices subrogantes, como el modelo de evaluación homeostática de resistencia a la insulina (homeostasis model assessment of insulin resistance; HOMA-IR, por sus siglas en inglés), en niños sanos con la edad, el índice de masa corporal, estadio puberal (EP), la concentración de IGF-I, colesterol total y triglicéridos. Resultados. Se incluyeron 226 niños sanos (1-18 años). La insulina aumentó con la edad, el índice de masa corporal, el EP, los niveles de IGF-I y triglicéridos (r2= 0,38; p < 0,0001). Los niños prepuberales > 7,5 años presentaron mayores valores de insulina [mediana (Pc3 y Pc97) µUI/ mL: 5,0 (1,7-9,6)] que los prepuberales ≤ 7,5 años [2,9 µUI/mL (1,3-10,9); p < 0,01]. En la pubertad (del EP II al EP V), la insulina fue mayor en las niñas que en los varones [(7,4 (1,8-16,9) versus 5,8 (1,8-12,9); p < 0,01]. El índice HOMA-IR aumentó en el grupo prepuberal > 7,5 años: 1,1 (0,3-2,0) versus niños ≤ 7,5 años: 0,6 (0,3-1,4; p < 0,01). Los grupos puberales presentaron niveles más elevados de insulina y de HOMA-IR respecto de los niños prepuberales (p < 0,001). Conclusiones. La insulina y el índice HOMA-IR mostraron los cambios fisiológicos conocidos en niños y adolescentes. Valores de insulinemia en ayuno de 10 µUI/mL en prepúberes y 17 µUI/ mL y 13 µUI/mL en niñas y niños púberes respectivamente pueden ser considerados como valor límite aceptable en niños sanos. HOMA-IR > 2,0 y > 2,6 en prepúberes y púberes, respectivamente, podrían alertar a los pediatras sobre un posible estado de insulinorresistencia. Palabras clave: pediatría, insulina, rangos de referencia, resistencia a la insulina. http://dx.doi.org/10.5546/aap.2016.329

INTRODUCCIÓN La incidencia de la diabetes tipo 2 (DM 2) está aumentando, y, según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), crece el riesgo de esta patología en niños.1 La obesidad se asocia a hiperinsulinismo e insulinorresistencia, y, probablemente, con el tiempo, conduzcan a una intolerancia a la glucosa y al desarrollo de DM 2.2 Kelly y col., demostraron, en niños latinoamericanos con sobrepeso, un deterioro de la función de la célula β.3 El modelo de análisis mínimo de Bergman y las técnicas de “clamp” hiperinsulinémico eue hiperglucémico se consideran de referencia para la evaluación de insulinosensibilidad, aunque resultan invasivas en la práctica pediátrica.4-6 Alternativamente, se han propuesto índices subrogantes o estimadores simples de insulinosensibilidad e insulinorresistencia, que surgen de cálculos matemáticos que utilizan la insulinemia y glucemia en ayuno o posestímulo en la pruebas de tolerancia oral a la glucosa.6-8 Estos índices, validados en pediatría, brindan información similar a los métodos referentes en situaciones fisiológicas y patológicas. 8,9 Sin embargo, los laboratorios clínicos utilizan métodos para medir la insulina proveniente de laboratorios fabricantes que no brindan valores de referencia (VR) para la etapa pediátrica, lo que limita la interpretación del resultado de insulina en niños y adolescentes. 10 En consecuencia, es necesario que los

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laboratorios especializados en endocrinología pediátrica colaboren con la obtención de VR de insulina para el método que utilizan. La insulinosensibilidad disminuye con la pubertad. 11,12 La mayor secreción de insulina en esta etapa se ha explicado, en parte, por el incremento del índice de masa corporal (IMC), los esteroides sexuales y por el sistema de hormona de crecimiento (growth hormone; GH, por sus siglas en inglés) y niveles del factor de crecimiento insulinosímil tipo i (IGF-I),11,12 mientras que la influencia del sexo es controvertida.8,13,14 Además, la insulinorresistencia se asocia a dislipidemias, en especial, al aumento de triglicéridos.15 Teniendo en cuenta que la insulinorresistencia puede estar presente aun antes de instaurarse el estado de hiperglucemia en ayuno, 2 la evaluación de la insulinosensibilidad y la insulinorresistencia con adecuados VR en la etapa pediátrica es importante, especialmente en el seguimiento de niños con factores de riesgo relacionados con DM 2. El objetivo del estudio fue describir la variación de la concentración de insulina en ayuno y de los índices glucemia/insulina (G/ Ins), del modelo de evaluación homeostática de resistencia a la insulina (homeostasis model assessment of insulin resistance; HOMA-IR, por sus siglas en inglés) y del índice cuantitativo de la sensibilidad a la insulina (Quantitative Insulin Sensitivity Check Index; QUICKI, por sus siglas en inglés) con parámetros clínicos, auxológicos y marcadores bioquímicos de acción de la hormona de crecimiento y del perfil lipídico en niños y adolescentes sanos a fin de obtener VR pediátricos. POBLACIÓN Y MÉTODOS Se realizó un estudio descriptivo de corte transversal, que incluyó niños sanos con edades comprendidas entre 1 y 18 años durante el período 2010-2014. Los criterios de inclusión fueron recién nacidos a término, sin antecedentes de bajo peso al nacer, con proporciones corporales normales, estatura entre el percentilo 3 y el 97, adecuación del peso para la talla de 90%-110%, examen físico normal, adecuada ingesta calórica, sin enfermedad clínica conocida en el momento del estudio, desarrollo físico madurativo acorde a su edad.16 Se excluyeron niños y adolescentes que estuvieran tomando medicación en el momento del estudio. Los niños sanos del presente trabajo conformaron el grupo control en un estudio clínico que incluyó, además, a pacientes con baja estatura de causa desconocida, en los que se

evaluaron variantes en el gen IGFALS.17 Se evaluó el IMC según Cole y col., y el estadio puberal (EP) según Tanner.18-20 El grupo prepuberal fue categorizado según la edad teniendo en cuenta la primera infancia (menores de 5 años) y los de 5 años o más se subcategorizaron en dos grupos según la mediana de edad cronológica (8,0 años) a fin de poder evaluar los cambios en la insulinosensibilidad en la peripubertad.21,22 Se estimó un tamaño muestral de 147 niños (http://apps.who.int/iris/handle/10665/37589), considerando la variabilidad biológica interindividual de insulina del 58,3% (https:// www.westgard.com/biodatabase3.htm), confianza del 95% y precisión absoluta de ± 8%. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de Docencia e Investigación y el Comité de Ética en Investigación del Hospital de Niños Dr. Ricardo Gutiérrez y de los respectivos comités de los Hospitales Fernández y Tornú de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Los padres, tutores o representantes legales prestaron previamente, tras haber recibido la información adecuada en forma verbal y escrita, su consentimiento informado y los niños mayores de 8 años dieron su asentimiento. La concentración de insulina en suero se determinó luego de un ayuno de 12 h utilizando dos métodos. Uno fue un ensayo quimioluminiscente (Ins-QML; IMMULITE® 2000-Siemens) durante los primeros dos años del estudio. Luego, dado que se implementó un cambio de metodología en el Laboratorio de Endocrinología del Hospital de Niños Dr. Ricardo Gutiérrez, se utilizó otro método electroquimioluminiscente (InsECLIA; Cobas e-411-Roche). Ambos métodos están estandarizados frente a la preparación de referencia de la OMS (NIBSC, 1er estándar IRP 66/304). Debido a que, actualmente, en nuestro laboratorio, se utiliza la metodología Ins-ECLIA, y a fin de poder establecer VR para un mismo método, se compararon los métodos Ins-QML y Ins-ECLIA usando 109 sueros frescos (que no correspondían a los sueros de los niños incluidos en este estudio) mediante análisis de ratio-plot y Passing-Bablok.22 El análisis de ratio-plot demostró que el 97% de las relaciones entre Ins-ECLIA e Ins-QML estuvieron comprendidas dentro del intervalo de predicción del 95% calculado (1,27 ± 0,91), sin observarse un efecto de dosis en el rango de insulina evaluado (p= 0,17). Según regresión de Passing-Bablok, la Ins-ECLIA mide un 30% más respecto del método Ins-QML, con sesgo constante negativo de 0,8 µUI/mL. Se

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obtuvo la siguiente ecuación, que fue utilizada para corregir valores de concentración de insulina obtenida previamente por el método Ins-QML:23 (Ins-ECLIA (µUI/mL)= 1,30 x Ins-QML (µUI/mL) - 0,8. La concentración de insulina poscorrección matemática fue verificada mediante el protocolo EP-28 de las “Clinical and Laboratory Standards Institute Guidelines” (http://clsi.org/). El método Ins-ECLIA presentó coeficientes de variación porcentual interensayo e intraensayos < 4%. El valor de referencia de insulina sugerido por el fabricante en el anexo del kit es de 2,6 a 24,9 µUI/ mL, sin especificar edad, sexo ni desarrollo puberal. La concentración de glucosa, colesterol total y triglicéridos se determinó en equipo Hitachi912Roche (CV% < 5%). Para la evaluación de la sensibilidad a la insulina, se calcularon los índices G/Ins: [G (mg/ dL) e Ins (µUI/mL)]; HOMA-IR: [(Ins (µUI/ mL) x G (mmoles/L)/22,5] y QUICKI [1/(log Ins (µUI/mL) + logG (mg/dL)]. Se consideró el percentilo 3 como mínimo nivel esperado en niños y adolescentes sanos para el índice G/Ins. Para el resto de los estimadores, se utilizó el percentilo 97 como valor máximo deseable. La concentración de insulina e índices se expresaron como puntaje de desvío estándar (SDE). Se utilizó la correlación múltiple para identificar variables asociadas a la variación de insulina y el análisis Kruskal-Wallis para evaluar las variaciones de IMC, insulina e índices según EP en un mismo sexo. Se comparó la mediana y el rango

de los SDE de insulina e índices subrogantes de insulinosensibilidad en los cuartilos inferior (Q1) y superior (Q4) de la concentración de colesterol y triglicéridos y de los SDE IGF-I mediante el test de Mann-Whitney. En todos los casos, se consideró diferencia estadísticamente significativa para un valor de p 7,5 años

≤ 7,5 años

> 7,5 años

16 15 14 13

10 15

EP Ia (1-5 años)

EP Ib (5-8 años)

EP Ic (> 8 años)

EP II-III

EP IV

EP V

EP IV

EP V

Estadio puberal (EP) 10

EP Ia (1-5 años)

EP Ib (5-8 años)

EP Ic (> 8 años)

EP II-III

Estadio puberal (EP)

Insulina

B

15

20

EP I

B

15 20

µUI/mL

12

∞

6 15 3

µUI/mL

µUI/mL

9

c

a c

EP I

12 0

10 15

Insulina

9

∞ ≤ 7,5 años

c

> 7,5 años

c

6

c

b, δ

c

b, δ

a a, b, δ

3

µUI/mL

0 ≤ 7,5 años

> 7,5 años

5 10

0 5

a, b, δ

EP Ia (1-5 años)

EP Ib (5-8 años)

EP Ic (> 8 años)

EP II-III

EP IV

EP V

Estadio puberal (EP)

IMC: índice de 0 masa corporal; EP: estadio puberal. EP Ia (1-5 años) EP Ib años) EP Ice(> 8 años) del grupo EP II-III EP IV EP V su mediana de La figura muestra los datos de índice de(5-8 masa corporal insulina prepuberal (EP I) divididos según edad cronológica (7,5 años). Los datos se presentan como mediana y rango inferior y superior para cada grupo. Estadio puberal (EP) a: p < 0,05 versus EP I a y EP I b; b: p < 0,05 versus EP I a; c: p < 0,001 versus EP I a, I b y I c; δ niños versus niñas de igual EP. En la figura del anexo, ∞: p < 0,01 versus EP I ≤ 7,5 años.

IMC: índice de masa corporal; EP: estadio puberal.

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Figura 2: Variación de los índices G/Ins (A), HOMA-IR (B) y QUICKI (C) con la edad cronológica, el estadio puberal y el sexo en 226 niños sanos

mg/dL / µUI/mL

a

a

(Nn iiñña ass )

G/Ins

80

EEP P IIII IIIIII

A

60

bΩ

40 20

B

(Nn iiñño oss )

EEP PI IVV-VV

EEP PI IVV-VV

EEP PI I(>> 77.,5 5a añño oss)

EEP PI I (≤≤

77.,5 5a añño oss)

0

HOMA-IR 3

µUI/mL x nmol/L

a

b

∞

cΩ

2

1

C

V-VV(n Niñ iñ o oss )

IVI

EP

EP

EP

EP

IV

I-VV -V( nNi iñña ass)

IIII I IIIII P

QUICKI

0,6 0.6

1/(µUI/mL + mg/dL)

EEP

>7 7,5. 5a añño oss)

(I>

EIP

EP

EP

EP

I(

I≤≤

77, 5.5 aañ

ñoos s)

0

b

0.5 0,5

b, d

0.4 0,4 0.3 0,4

(Nn iiññ oos s)

EEP PI IVV-VV

(Nn iiññ aas s)

EEP PI IVV-VV

EEPP IIII II III I

>> 77, .55 aañ ñoo ss)

EEP PI I(

EEP PI I(

≤≤ 77, .55 aañ ñoo ss)

0,2 0.2

G/Ins: índice glucemia/insulina; EP: estadio puberal; HOMA-IR: índice del modelo de evaluación homeostática de resistencia a la insulina; QUICKI: índice cuantitativo de la sensibilidad a la insulina. Los puntos indican los datos individuales de cada niño estudiado y la línea horizontal, la mediana del grupo. a: p < 0,001 versus EP I; b: p < 0,01 versus EP I ≤ 7,5 años; c: p < 0,05 versus EP I ≤ 7,5 años; d: p < 0,05 EP IV-V niñas versus EP I > 7,5 años; ∞: p < 0,01 versus EP I ≤ 7,5 años; Ω p < 0,05 EP IV-V niños versus niñas de igual EP.

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(Tabla 1 y Figura 1.B). En la Tabla 2, se muestran los VR establecidos para el grupo puberal separado para niñas y varones. Los índices G/Ins, HOMA-IR y QUICKI variaron con la pubertad (p < 0,0001; Figura 2). El HOMA-IR fue el único índice que mostró cambios en la insulinosensibilidad durante la prepubertad, y se obtuvieron valores más elevados en el grupo de niños > 7,5 años. Los índices G/Ins y HOMA-IR mostraron menores y mayores valores respectivamente, en las niñas en pubertad avanzada respecto de los niños de similar EP. En la Tabla 2, se muestran los valores de referencia pediátricos establecidos para los índices G/Ins, HOMA-IR y QUICKI. Para analizar la asociación entre marcadores lipídicos y de acción de GH con la insulinosensibilidad en estos niños sanos, se decidió expresar los valores de insulina e índices subrogantes en SDE (utilizando los VR obtenidos en este trabajo) a fin de corregirlos por variaciones en la edad, género y EP. Los niños con mayor concentración de triglicéridos (cuartil superior: Q4) presentaron niveles estadísticamente mayores de SDE de insulina (media ± DE: 0,2 ± 1,2) y del índice HOMA-IR (0,4 ± 1,5) y menores valores de G/Ins (0,0 ± 0,9) respecto de los valores en Q1 (insulina: -0,3 ± 0,8; HOMA-IR: -0,2 ± 0,9; G/Ins: 0,4 ± 1,1; p < 0,05). En forma similar, los niños con SDE IGF-I en el Q4 presentaron mayores valores de SDE insulina (0,1 ± 0,8 vs. -0,4 ± 0,8; p